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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Funkübertragungen
und betrifft im Besonderen Verzweigungseinheiten. Sie betrifft konkret
einen rekonfigurierbaren Multiplexer, sein Herstellungsverfahren
und eine Verzweigungseinheit, die solch einen rekonfigurierbaren
Multiplexer verwendet.
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Bekanntlich
umfaßt
ein drahtloses Übertragungssystem
(oder Funkübertragungssystem)
mindestens zwei Transceiver, die in einiger Entfernung voneinander
angeordnet sind. Die elektromagnetische Energie wird von einer Antenne
einer der Radio-Transceiver abgestrahlt und auf der Empfangsseite
des anderen Transceivers empfangen. Auf der Empfangsseite wird die
von der Sendeantenne abgestrahlte elektromagnetische Energie durch
einen Antennenzirkulator und eine spezielle Verzweigungseinheit
bis zu den Empfangsmodulen geführt.
Entsprechend wird auf der Sendeseite die elektromagnetische Energie
von speziellen Sendemodulen erzeugt und durch eine Verzweigungseinheit
und einen Antennenzirkulator bis zur Sendeantenne geführt, die die
elektromagnetische Energie durch die Luft abstrahlt. Gelegentlich
wird erwähnt,
daß eine
Verzweigungseinheit ebenfalls den Antennenzirkulator beinhaltet.
Für den
Zweck dieser Patentanmeldung beinhaltet eine Verzweigungseinheit
keinen Antennenzirkulator.
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Ein
erster bekannter Typ der Verzweigungseinheit zur Verwendung in Verbindung
mit der Radioeinheit ist eine "Zirkulator-Verzweigungseinheit". Eine Zirkulator-Verzweigungseinheit
umfaßt
mehrere Sende-/Empfangszirkulatoren und eine entsprechende Anzahl
von Sende-/Empfangsfiltern, wobei die Filter an die Zirkulatoren
gekoppelt werden und deren Energie in eine entsprechende Anzahl
von Kanälen
kanalisieren, die mit Hilfe entsprechender Isolatoren isoliert sind.
Die Zirkulatoren arbeiten auf solch eine Weise, daß die Signale, die
an den Filtern ankommen, an einen einzelnen Eingang gesendet werden.
Die Hauptaufgabe der Filter besteht darin, die Signale auf hohen
Pegeln zu halten und zu verhindern, daß Einstreuung und Rauschen
die eigentlichen Signale beeinträchtigen.
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Gelegentlich
wird eine Verzweigungseinheit von Anfang an in einem Radio-Transceiver
mit einer bestimmten ersten Anzahl von Sende-/Empfangszirkulatoren
und einer entsprechenden Anzahl von Filtern bereitgestellt, wobei
die erste Anzahl kleiner als die maximal mögliche ist, und danach durch
eine größere Anzahl von
Zirkulatoren und Filtern nachgerüstet.
Zum Beispiel kann eine voll bestückte
Radioeinrichtung der neuen Generation zehn (oder mehr) Transceiver
aufweisen, aber sie kann zuerst nur mit einem oder zwei Transceivern
(für eine
Konfiguration "1
+ 0" oder "1 + 1") versehen sein.
Diese Bestückung
kann aus praktischen (geringe Verkehrslast) und wirtschaftlichen
Gründen
sein, da Filter ziemlich teure Komponenten sind.
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Die
Zirkulator-Verzweigungseinheiten weisen die Hauptvorteile auf, daß sie kostenkünstige und
extrem modulare Geräte
sind; es ist nämlich
möglich,
Filter und Zirkulatoren als Modulbausteine hinzuzufügen. Die
Filter und Zirkulatoren, die in der ersten Anordnung bestückt (teilbestückt wurden),
werden weiter funktionieren, ohne eine Abstimmung, weder Test noch Änderung
vorzunehmen. Folglich ist die Modularität ein sehr attraktives Leistungsmerkmal,
da, wie oben erwähnt,
eine teilbestückte
Zirkulator-Verzweigungseinheit eine kostengünstigere Komponente zur Folge
hat, die durch das Einbauen weiterer Filter und Zirkulatoren aufgerüstet werden
kann.
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Der
Hauptnachteil einer Zirkulator-Verzweigungseinheit ist, daß ein Signal
beim Durchgang durch die Einheit ziemlich stark gedämpft wird
und somit die Zirkulator-Verzweigungseinheit unerwünscht hohe
Einfügungsdämpfungen
einbringt.
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Eine
mögliche
Aternative zu einer Zirkulator-Verzweigungseinheit
ist die sogenannte Multiplexer-Verzweigungseinheit.
Eine bekannte Multiplexer-Verzweigungseinheit
umfaßt
einen Sende-/Empfangs-Hauptblock, der als "Verteiler" bezeichnet ist, und mehrere daran angeschlossene
Filter. In der Regel sind die Filter aus Metallblöcken hergestellt,
die mit mehreren reflektierenden Lasten versehen sind.
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Der
Hauptvorteil einer Multiplexer-Verzweigungseinheit gegenüber einer
Zirkulator-Verzweigungseinheit ist, daß die Einfügungsdämpfungen im Grunde vernachlässigbar,
mehr oder weniger die gleichen wie eines einzelnen Kanalfilters
sind. Überdies
sind Zirkulatoren insbesondere unterhalb des X-Bandes ziemlich kostspielig.
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Der
Hauptnachteil einer Multiplexer-Verzweigungseinheit liegt darin,
daß ihre
Fähigkeit,
das Signal zu transportieren, nur gegeben ist, wenn sich die Einheit
in einer "statischen" Konfiguration befindet.
Mit anderen Worten, wenn die Konfiguration der Einheit geändert wird
(in der Regel werden ein oder mehr Filter für einen oder mehrere zusätzliche
Kanäle
hinzugefügt),
macht die Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit eine neue Abstimmung
notwendig, die eine zeitaufwendige Prozedur zur Folge hat, die nicht
hingenommen werden kann, besonders wenn die Radioverbindung in Betrieb
ist. Wie oben erwähnt,
wird eine Verzweigungseinheit zuerst in einem Radio-Transceiver
mit einer bestimmten, verringerten Anzahl von Filtern bestückt und
später
durch eine größere Anzahl
von Zirkulatoren und Filtern aufgerüstet (beispielsweise wegen
der Notwendigkeit, mehr Verkehr über
die Radioverbindung zu transportieren oder eine ausfallsichere Konfiguration
bereitzustellen). Demzufolge ist es praktisch nicht möglich, eine
Multiplexer-Verzweigungseinheit aufzurüsten. Genau aus diesen Gründen werden
Multiplexer-Verzweigungseinheiten
im Allgemeinen als "nichtreziproke
Multiplexer" bezeichnet.
Angesichts ihrer Charakteristika werden nichtreziproke Multiplexer
im Allgemeinen für
Satellitenkommunikation (wo Kostenprobleme vermindert sind und wo
weder die Notwendigkeit noch die Möglichkeit zum Aufrüsten besteht)
und militärische
Anwendungen eingesetzt.
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Eine
mögliche
Lösung
dieses Problems könnte
das Bereitstellen einer großen
Anzahl verschiedener Multiplexer-Verzweigungseinheiten
sein, wobei sich die Einheiten untereinander durch die Anzahl der
Filter unterscheiden. Es sei denn, daß dies nicht durchführbar ist.
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Ein
weiterer möglicher
Lösungsansatz
könnte
das Bereitstellen aller Multiplexer-Verzweigungseinheiten mit der
gleichen (maximalen) Anzahl von Filtern sein, nämlich das Bereitstellen der
Multiplexer-Verzweigungseinheiten in einer voll bestückten Konfiguration.
Dies ist deutlich von Vorteil, weil die teilbestückte Einheit sehr kostspielig
wird, so teuer wie die vollbestückte
Einheit.
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Auf
den ersten Blick ist demzufolge eine Zirkulator-Verzweigungseinheit angesichts ihrer
Modularitätscharakteristika
wünschenswert,
ist aber für
die hohe Dämpfung
und die unerwünscht
hohen Einfügungsdämpfungen
nicht vorteilhaft; die Multiplexer-Verzweigungseinheit ist nicht
modular, hat aber geringe Dämpfungen
und geringe Einfügungsdämpfungen.
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In
Anbetracht der oben offenbarten Anordnungen des Standes der Technik
ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen
einer Verzweigungseinheit, die Modularitätscharakteristika sowie geringe
Dämpfungen
und geringe Einfügungsdämpfungen
aufweist. Mit anderen Worten, die Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung ist das Bereitstellen einer Verzweigungseinheit, deren
Kanalanzahl geändert
werden könnte,
ohne das Verhalten der übrigen
Kanäle
zu verändern,
wodurch eine Einheit bereitgestellt wird, die wir als eine "rekonfigurierbare
Multiplexer"-Verzweigungseinheit
bezeichnen werden.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch einen rekonfigurierbaren Multiplexer,
der die im unabhängigen
Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist, und eine Verzweigungseinheit,
die solch einen rekonfigurierbaren Multiplexer nach Anspruch 11
verwendet, und ein Verfahren zur Herstellung solch eines Multiplexers
nach Anspruch 6, erfüllt.
Weitere vorteilhafte Charakteristika sind in den entsprechenden
abhängigen
Ansprüchen
zum Ausdruck gebracht. Alle Ansprüche bilden einen wesentlichen
Bestandteil der vorliegenden Beschreibung.
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Die
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist, einen reziproken oder
rekonfigurierbaren Multiplexer bereitzustellen, der ohne weiteres
neu konfiguriert werden kann, in dem Sinne, daß die Anzahl der Kanäle durch
Austauschen der Filter durch entsprechende Blindlasten und umgekehrt
verringert oder erhöht
werden kann. Obgleich leicht herzustellen, sind solche Lasten auf
so eine Weise ausgelegt, daß die
elektrischen Charakteristika der übrigen rekonfigurierbaren Multiplexer
unverändert
bleiben und zusätzliches
Abstimmen nicht erforderlich ist. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt
das Verringern sowohl der Kosten als auch der Verluste der Verzweigung
durch Entfernen der Zirkulatoren, wenngleich deren vorteilhafte
Flexibilität
beibehalten wird.
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Mit
anderen Worten, die Filter werden durch Komponenten ersetzt, die
das Filterverhalten virtualisieren. Vorteilhafterweise sind die
das Filterverhalten virtualisierenden Komponenten preisgünstige Komponenten.
Die preisgünstige
Komponente wird herausgenommen, wenn es notwendig werden sollte,
die Verzweigungseinheit aufzurüsten,
und ein entsprechendes reales Filter wird eingesetzt, ohne einen
weiteren Abstimmvorgang durchzuführen.
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Die
Erfindung wird nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung
deutlich werden, die nur als ein Beispiel und nicht zur Einschränkung bestimmt
ist, die mit Bezug auf die beigefügten Figuren auszulegen ist,
wobei:
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1 zeigt
schematisch eine klassische Anordnung für die Multiplexierung einer
zivilen Funkverbindung, die aus Zirkulatoren und Filtern aufgebaut
ist;
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2 zeigt
schematisch ein Filter, das in ein Kopfstück und ein Endstück geteilt
ist, wobei das Kopfstück
hauptsächlich
für den
Phasengang im Außerband
verantwortlich ist;
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3 ist
eine schematische ebene Schnittansicht eines Multiplexers nach dem
Stand der Technik;
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4 ist
eine schematische ebene Schnittansicht einer ersten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit drei Filtern und zwei Filterköpfen mit entsprechenden Kurzschlüssen;
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5 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der ersten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit fünf
Filterköpfen,
drei Filterenden und zwei Kurzschlüssen;
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6 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der ersten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit drei Filtern, zwei Filterköpfen,
einem Filterende und einem Kurzschluß;
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7 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der ersten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit drei Filtern, zwei Filterköpfen
und zwei Filterenden;
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8 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der zweiten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit drei Filterenden und zwei Kurzschlüssen;
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9 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der zweiten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit vier Filterenden und einem Kurzschluß; und
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10 ist
eine schematische ebene Schnittansicht der zweiten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung
mit fünf
Filterenden.
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1 zeigt
schematisch eine klassische Anordnung für die Multiplexierung einer
zivilen Funkverbindung, die aus Zirkulatoren und Filtern aufgebaut
ist. Im einzelnen umfaßt
die Anordnung: mehrere (vier in dem Beispiel) Sendemodule TX1, TX2,
TX3, TXn; eine entsprechenden Anzahl von Filtern FT1, FT2, FT3,
FTn; eine entsprechen Anzahl von Zirkulatoren CT1, CT2, CT3, CTn;
mehrere (vier in dem Beispiel) Empfangsmodule RX1, RX2, RX3, RXn;
eine entsprechende Anzahl von Filtern FR1, FR2, FR3, FRn; eine entsprechende
Anzahl von Zirkulatoren CR1, CR2, CR3, CRn; einen Antennenzirkulator
AC; und eine Antenne ANT, die nach Möglichkeit mit einem geeigneten
Untergrund in einer erhöhten
Position verbunden ist. Die Anordnung der Filter, Zirkulatoren,
Sende – und
Empfangsmodule und möglicherweise
der Antennenzirkulatoren bildet eine Verzweigungseinheit BRU.
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Das
vom ersten Sendemodul TX1 generierte Signal wird auf das entsprechende
Sendefilter FT1 geführt,
an den passenden Zirkulator CT1 gesendet und an den Antennenzirkulator
AC gesendet. Vom Antennenzirkulator AC wird das Signal auf die Antenne
ANT zum Aussenden durch die Luft geführt. Beim Empfangen eines Signals
von der Antenne ANT wird es zuerst durch den Antennenzirkulator
AC geführt.
Danach wird es an den passenden Empfangszirkulator, zum Beispiel
CR1, an das entsprechende Filter FR1 und schließlich an das Empfangsmodul
RX1 gesendet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird die Filter- und Zirkulatoranordnung
(deutlich durch ein punktiertes Rechteck dargestellt) von 1 durch
einen rekonfigurierbaren Multiplexer ausgetauscht. 2 zeigt
auf eine sehr schematische Weise ein Filter, das in einen Filterkopf
und ein Filterende geteilt ist, wobei das Kopfstück hauptsächlich für den Phasengang im Außerband
verantwortlich ist. Der Filterkopf (oder Kopfstück) FHD umfaßt im Grunde
mindestens den ersten Hohlraum, wohingegen das Filterende FTL die übrigen Hohlräume beinhaltet.
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Man
hat festgestellt, daß das
Phasenverhalten eines Kanals in seinem Außerband vorwiegend auf die ersten
Elemente des entsprechenden Filters zurückzuführen ist. Das heißt, daß das Verhalten
eines Filters in seinem Außerband
exakt durch eine Last approximiert werden kann, die durch Kurzschließen des
ersten Teils des Filters erhalten wurde.
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3 zeigt
eine schematische ebene Schnittansicht eines Multiplexers nach dem
Stand der Technik. Der Multiplexer umfaßt einen Verteiler MF und mehrere
(fünf in
dem Beispiel) Filter F1, F2, ... F5. Jedes Filter F seinerseits
umfaßt
einen Metallkörper
und mehrere reflektive Lasten, in der Regel reflektive Hohlräume. Die Filter
werden mit dem Verteiler über
eine spezielle Anordnung (zum Beispiel Bolzen) verbunden. Jedes
Filter F1, F2, ... F5 steht mit dem Verteiler MF über eine
entsprechende Öffnung
P1, P2, ..., P5 in Verbindung. Wie oben erwähnt, ist für den Fall, daß man einen
teilbestückten
Multiplexer (nämlich
einen Multiplexer mit einer verringerten Anzahl von Filtern) haben
will, ein entsprechend abgerüsteter
Multiplexer bereitzustellen oder sind teure (und nicht verwendete)
Filter auf dem Verteiler (wie in 3) zu montieren.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird ein Verteiler mit einer Anzahl von
N + M Öffnungen
bereitgestellt. In einer teilbestückten Konfiguration sollten
nur N Filter verwendet werden und folglich sind nur N Öffnungen
mit den entsprechenden N Filtern verbunden. Die Grundidee ist, M
reflektive Lasten anzuordnen, die die entsprechenden M Filter des
ursprünglichen
Multiplexers mit N + M Öffnungen
ersetzen können.
Solche Lasten erreichen die folgenden Ziele: der Multiplexer mit
verringerter N-Öffnung
erfordert kein zusätzliches
Abstimmen, um ordnungsgemäß zu funktionieren,
und überdies
sind die reflektiven Lasten preisgünstig. Daher ist es entscheidend,
daß jede
Last sich genauso verhält
wie das zu ersetzende Filter, zumindest in den Bereichen, die dichter
am Durchlaßband
sind, wo die Wechselwirkung stärker
ist.
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Eine
Last mit den oben erwähnten
Charakteristika kann ohne weiteres erhalten werden, indem das entsprechende
Filter an einem Kurzschluß abgeschlossen
wird. Natürlich ändert sich
das Verhalten des Multiplexers nicht, ausgenommen das Inband des
kurzgeschlossenen Filters. Diese Lösung ist jedoch zu teuer, da
der Lieferant einen Multiplexer liefern muß, der komplett mit allen Filtern
bestückt
ist, auch wenn der Kunde nur einige Filter benötigt. Andererseits wird festgestellt,
daß der
Phasengang eines Filters in seinem Außerband vorwiegend durch die
ersten Hohlräume
bestimmt wird.
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Die
Last wird demzufolge durch die erste Kopplung, den ersten Hohlraum,
die zweite Kopplung und einen Kurzschluß, der auf solch eine Weise
angeordnet wird, um die Abweichung zwischen dem Phasengang des ursprünglichen
Filters und dem Phasengang des kurzgeschlossenen Kopfstückes so
gering wie möglich zu
halten, gebildet.
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4 ist
eine schematische ebene Schnittansicht einer ersten Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung.
Die erste Ausführungsform
umfaßt
einen Verteiler MF mit mehreren (fünf in dem Beispiel) Öffnungen
zum Verbinden mit den Filteranordnungen. Allerdings sind die Öffnungen
P1, P2, P3 mit den Standardfiltern F1, F2, F3 verbunden. Die übrigen Öffnungen
P4, P5 sind mit den Filterköpfen
FHD4, FHD5 verbunden. Nach der vorliegenden Erfindung umfassen die
Filterköpfe
mindestes den ersten Resonanzhohlraum jedes Filters. Überdies
sind die Filterköpfe
FHD4, FHD5 mit den entsprechenden Platten SC4, SC5 verbunden, die
als Kurzschlüsse
dienen.
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Im
Allgemeinen kann man feststellen, daß der Verteiler von 4 N
+ M Öffnungen
aufweist. N Öffnungen
(P1, P2, P3 in dem Beispiel) stehen mit N entsprechenden Filtern
(F1, F2, F3) in Verbindung, wohingegen M Öffnungen (P4, P5) mit keinem
kompletten Filter, jedoch mit den Filterköpfen (FHD4, FHD5) verbunden
sind. Dies könnte
ein typischer Fall sein, wo ein Radio-Transceiver teilbestückt ist,
um die Verbindung nur durch eine Anzahl N von Kanälen der
N + M Kanäle
bereitzustellen, die an sich zur Verfügung stehen. Es ist wünschenswert
die Möglichkeit
zu haben, die Anzahl der Kanäle
bis auf N + M zu erhöhen,
ohne ein weiteres Abstimmen durchzuführen.
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Wie
aus 4 deutlich ist, sind die Kurzschlüsse SC4,
SC5 in einem bestimmten Abstand vom Verteiler, der wie unten erläutert berechnet
wird.
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5 ist 4 ähnlich.
Der Unterschied besteht darin, daß die drei Filter F1, F2, F3
durch drei Filterkopf-Filterende-Anordnungen
FHD1, FTL1; FHD2, FTL2; FHD3, FTL3 ersetzt werden, die genau dieselbe Funktionalität der Filter
bereitstellen.
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6 zeigt
den rekonfigurierbaren Multiplexer nach der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer teilbestückten Zwischenstufe. Der Zweck
dieser Figur ist zu zeigen, daß der
Kurzschluß SC4 durch
ein Filterende ersetzt wurde, um die Funktionalität eines
weiteren Filters durch die Anordnung FHD4 + FTL4 bereitzustellen.
Folglich wurde der so angeordnete rekonfigurierbare Multiplexer
vorteilhaft verbessert, ohne das weitere Abstimmen vornehmen zu
müssen.
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7 zeigt
den rekonfigurierbaren Multiplexer nach der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer komplett bestückten Konfiguration.
Der so angeordnete rekonfigurierbare Multiplexer wurde noch einmal
weiter verbessert, ohne ein weiteres Abstimmen durchführen zu
müssen.
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Ohne
weiteres ist zu erkennen, daß die
Anordnung des Filterkopfes und des Kurzschlusses wesentlich billiger
als ein komplettes Filter ist. Für
den Fall, daß es
notwendig ist, zusätzliche
Kanäle
bereitzustellen, bestehen zwei Möglichkeiten.
Die erste Möglichkeit
(dargestellt in den verschiedenen Figuren) umfaßt das Abnehmen der Abdeckung
und das Montieren des entsprechenden Filterendes (das die übrigen Hohlräume und Kopplungen
beinhaltet) am Filterkopf. Die zweite Möglichkeit (nicht dargestellt)
umfaßt
das Abnehmen sowohl des Filterkopfes als auch der Abdeckung und
das Montieren eines kompletten Filters. Die zweite Möglichkeit ist
zweifellos weniger erstrebenswert, da der Filterkopf weggeworfen
wird. Auf jedem Fall wird kein zusätzliches Abstimmen verlangt,
da der Filterkopf und die Kurzschlußabdeckung ein vollständiges Filter
virtualisieren.
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8 bis 10 zeigen
die zweite Ausführungsform
des rekonfigurierbaren Multiplexers nach der vorliegenden Erfindung.
Der Hauptunterschied bezüglich
der ersten Ausführungsform
ist, daß die
Filterköpfe im
Verteiler integriert sind. Die Filterköpfe umfassen wieder mindestens
den entsprechenden ersten Hohlraum jedes Filters.
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Der
Multiplexer von 8 ist funktional der gleiche
wie der von 4 und 5: Drei
Filterendstücke FTL1,
FTL2, FTL3 werden am Verteiler montiert, um drei Filterkopf-Filterende-Einheiten FHD1, FTL1;
FHD2, FTL2; und FHD3, FTL3 bereitzustellen. Die restlichen Filterköpfe FHD4,
FHD5 werden mit den Kurzschlüssen SC4,
SC5 in Form von Verschlußplatten
verbunden. Für
den Fall, daß ein
weiteres Filter bereitgestellt werden muß, wird eine der Verschlußplatten
(SC4, siehe 9) entfernt und durch ein entsprechendes
Filterende FTL4 ersetzt. Um einen komplett bestückten Multiplexer zu erhalten,
wird die verbleibende Verschlußplatte SC5
ebenfalls entfernt und, wie in 10 ersichtlich,
wird ein Filterende FTL5 montiert. Es sollte ersichtlich sein, daß beim Übergang
von der Anordnung von 8, über die von 9 zu
der von 10 vorteilhafterweise kein zusätzliches
Abstimmen erforderlich ist.
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Auf
jeden Fall sollte ein Kurzschluß um
einen Abstand von lk verschoben sein. Wenn
die Reflexion s11(fu(k-1)lk) des k-ten Filterendes an der oberen Grenze
fu(k-1) des Durchlaßbandes des (k – 1)-ten
Kanals berechnet wurde, wird der Verschiebungsabstand lk vom
k-ten Kopfstück,
in dem der Kurzschluß angeordnet
werden muß,
um das entsprechende Ende korrekt zu ersetzen, durch die Formel
1 unten bestimmt:
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Mit
l
k – Lage/Abstand
des Kurzschlusses, der das k-te Filterende ersetzt;
f
u(k-1) – maximale
Frequenz des (k – 1)-ten
Kanals; S
11(f
u(k-1)) – Reflexionskoeffizient
der Endstücke
des k-ten Kanals, der bei der Frequenz f
u(k-1);
berechnet wird. Mit
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Es
ist zu beachten, daß |S11(fu(k-1))| = 1,
da sich das k-te Filter in seinem Außerband befindet.
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Alternativ
könnte
man lk durch Erzwingen der Äquivalenz
zwischen dem Ende und dem verschobenen Kurzschluß bei der unteren Frequenz
des Durchlaßbandes
des k + 1 Filters auswählen.
Beide Varianten sind möglich
und man muß die
günstigere
nehmen. In jedem Fall sind die Ergebnisse sehr gut, die durch das
Entfernen von einem, zwei, drei, ... n Filtern und durch Schließen der
Köpfe der
Multiplexerkanäle
auf den Kurzschlüssen,
die wie oben dargestellt verschoben sind, erhalten wurden.
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Jeder
Kanal funktioniert korrekt, wenn das entsprechende Ende ordnungsgemäß mit dem
modifizierten Verteiler verbunden ist. Andererseits wird ein Kanal
gesperrt, wenn das Ende entfernt und das entsprechende Kopfstück kurzgeschlossen
ist. Dennoch funktioniert der reduzierte Kanalmultiplexer präzise im
Außerband,
weil sich die Last, die durch das auf dem Kurzschluß abgeschlossene
Kopfstück
gebildet wurde, genauso wie das ursprüngliche Filter verhält.
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Schließlich verringert,
beginnend ab einem N + M Kanalmultiplexer, der Austausch von M Filterenden durch
Kurzschlüsse
die Ordnung des Multiplexers, ohne das Verhalten der übrigen N
Kanäle
zu verändern, und
umgekehrt, erhöht
die Substitution von M Kurschlüssen
durch entsprechende Endstücke die
Anzahl der Multiplexerkanäle
(von N auf N + M), ohne die Charakteristika zu beeinträchtigen.
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Insofern
es um die Realisierung des modifizierten Verteilers (desjenigen,
der die Filterköpfe
integriert) geht, ist es günstig,
die standardmäßige Lichtwellenleiter-Technologie zu verwenden,
zum Beispiel die H-Ebene. Die Endstücke können entweder nach der gleichen
Technologie wie die Köpfe
oder durch andere Lösungen erhalten
werden, wie zum Beispiel nach der DR-Technologie, um das Gerät kompakter
zu machen.
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In
der Praxis können
die Endstücke
und die verschobenen Kurzschlüsse
untereinander ausgetauscht werden, ohne das Inband-Verhalten des übrigen rekonfigurierbaren
Multiplexers zu verändern.
Die erhaltenen Ergebnisse besagen, daß der rekonfigurierbare Multiplexer
einzeln abgestimmt werden kann, nämlich unter Berücksichtigung
des Verteilers (der die Filterköpfe
beinhaltet oder mit den daran angeschlossenen Filterköpfen) und
der Filterenden. Der Verteiler wird abgestimmt, wenn er mit einer
Gruppe von Endstücken
verbunden ist, die als Referenz angenommen wurden, und die Filterenden
werden abgestimmt, wenn sie mit einem Referenzverteiler verbunden
sind. Übrigens
passen die Endstücke
perfekt auf die vorher abgestimmten Verteiler und dies hat ein sehr
vorteilhaftes Merkmal zur Folge.
